Satélite de la NASA identifica mundial amoníaco 'Hotspots'

Tendencias de amoniaco atmosférico global medición desde el espacio desde 2002 a 2016. Colores calientes representan aumentos de una combinación de aplicación de fertilizantes aumento, reducido barrido por aerosoles de ácido y el calentamiento climático. Colores fríos muestran disminuciones debido a la reducción de quemas agrícolas o menos incendios forestales.

Créditos: Juying Warner/GRL

El estudio vincula fertilizantes, desechos animales, cambios en la química atmosférica y cambio climático a mayor amoníaco sobre los Estados Unidos, Europa, China y la India

El primer estudio de satélite global, a largo plazo de gas amoníaco aerotransportado ha revelado 'hotspots' de los contaminantes sobre cuatro de las regiones agrícolas más productivas del mundo. Los resultados del estudio, llevado a cabo utilizando datos del instrumento de sonda infrarroja atmosférica (AIRS) de la NASA en el satélite del Aqua de la NASA, podrían informar el desarrollo de estrategias para controlar la contaminación de amoniaco y derivados de amoniaco en áreas agrícolas de la Tierra.

Un equipo liderado por la Universidad de Maryland descubrió cada vez mayor las concentraciones de amoníaco desde 2002 a 2016 en centros agrícolas en los Estados Unidos, Europa, China y la India. Aumento de las concentraciones de amoniaco atmosférico está vinculado a la mala calidad del aire y el agua.

El estudio financiado por la NASA, publicado el 16 de marzo en Geophysical Research Letters, describe causas probables para las concentraciones de amoníaco aerotransportado aumento observado en cada región. Aunque los específicos varían entre áreas, los aumentos están ligados ampliamente al cultivo, fertilizantes, desechos de animales de ganado, cambios en la química atmosférica y calentamiento de suelos que retienen menos amoniaco.

"La medición de amoníaco del suelo es difícil, pero el método satelital que hemos desarrollado nos permite hacer seguimiento de amoníaco eficiente y exactamente, dijo Warner Juying, Universidad de Maryland asociado a científico de investigación en ciencias atmosféricas y oceánicas". Esperamos que nuestros resultados ayudarán el la guía de mejor gestión de las emisiones de amoníaco".

Aires, junto con la avanzada de microondas sonido unidad (AMSU) también en Aqua, sentidos emitieron infrarrojos y microondas de radiación de la Tierra para proporcionar un aspecto 3-d en el tiempo y el clima de nuestro planeta. Trabajando en tándem, los instrumentos hacen superficie de observaciones simultáneas a la Tierra, incluso en presencia de nubarrones. Con más de 2.000 canales de detección de diferentes regiones de la atmósfera, el sistema crea un mapa mundial, 3-d de la temperatura atmosférica y humedad, cantidades de nubes y alturas, las concentraciones de efecto invernadero seleccionado y otros gases traza y muchos otros fenómenos atmosféricos.

"Ventila no fue diseñado para observar amoníaco, pero la sensibilidad del instrumento y la estabilidad nos han permitido monitorear tendencias de amoníaco," dijo el científico del proyecto Ventila Eric Fetzer del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California. "El aumento inesperado grande de amoníaco es un ejemplo de los rápidos cambios atmosféricos de las actividades humanas que se transmite y se está observando".

El amoníaco gaseoso es una parte natural del ciclo del nitrógeno de la Tierra, pero exceso amoníaco es perjudicial para las plantas y reduce la calidad del aire y agua. En la troposfera, la parte más baja, más densa de la atmósfera donde todo el tiempo tiene lugar y donde la gente vive--gas del amoníaco reacciona con los ácidos nítricos y sulfúricos para formar partículas que contienen nitrato. Estas partículas contribuyen a la contaminación del aerosol que es perjudicial para la salud humana. Gas del amoníaco también puede caer a la Tierra y entrar en lagos, arroyos y océanos, donde contribuye a floraciones de algas nocivas y "zonas muertas" con niveles peligrosamente bajos de oxígeno.

"Poco amoníaco proviene de alerón o chimeneas. Es principalmente agrícola, fertilizante y cría de animales, " dijo el co-autor y profesor de la Universidad de Maryland Russell Dickerson. "Tiene un profundo efecto en el aire y la calidad del agua--y los ecosistemas".

Cada región agrícola principal en el estudio experimentaron una combinación distinta de factores que se correlacionan con mayor amoníaco en el aire desde 2002 a 2016.

Los Estados Unidos, por ejemplo, no ha experimentado un aumento dramático en el uso de fertilizantes o cambios importantes en las prácticas de aplicación de fertilizante. Pero los autores del estudio encontraron que la legislación exitosa para reducir la lluvia ácida en la década de 1990 probablemente tenía el efecto involuntario de aumentar amoníaco gaseoso. Los ácidos que causan la lluvia ácida también frote gas del amoníaco de la atmósfera, y así la aguda disminución de estos ácidos en la atmósfera es la explicación más plausible para el incremento de amoniaco sobre el mismo marco de tiempo.

Europa experimentó el aumento menos dramático en amoníaco atmosférico de las principales zonas agrícolas estudiadas. Los investigadores sugieren que esto es debido en parte al éxito límites de fertilizantes ricos en amoniaco y residuos de prácticas mejoradas para el tratamiento animal. Al igual que los Estados Unidos, una causa potencial importante de trazas de amoníaco mayor a las reducciones en ácidos atmosféricos que normalmente amoníaco de la atmósfera.

"La disminución de la lluvia ácida es una buena cosa. Carga aerosol ha desplomado--un beneficio sustancial para todos nosotros, " dijo Dickerson. "Pero también ha incrementado el amoníaco gaseoso de carga, que podemos ver desde el espacio".

En China, una compleja interacción de factores está ligada a mayor amoníaco atmosférico. Los autores sugieren que los esfuerzos para limitar el dióxido de azufre--un precursor clave de ácido sulfúrico, uno de los ácidos que friega el amoníaco de la atmósfera--podrían ser parcialmente responsables. Pero China también ha expandido las actividades agrícolas desde 2002, ampliando su uso de amoniaco que contiene fertilizantes y aumento de las emisiones de amoníaco de los desechos animales. Calentamiento de los suelos agrícolas, debido en parte al cambio climático global, podría contribuir también.

"El aumento de amoníaco ha tacon carga de aerosol en China. Esta es una importante contribución a la neblina espesa vista en Beijing durante el invierno, " por ejemplo, Warner dijo. "También, carne se está convirtiendo en un componente más popular de la dieta China. Como personas pasar de vegetariano a una dieta basada en carne, las emisiones de amoníaco continuará subiendo".

En la India, un amplio aumento en la utilización de fertilizantes junto con el gran aporte de desechos del ganado han resultado en mayores concentraciones del mundo de amoniaco atmosférico. Pero los investigadores tenga en cuenta que las concentraciones de amoníaco no han aumentado casi tan rápidamente como en otras regiones. Los autores del estudio sugieren que es más probable debido al aumento de las emisiones de precursores de lluvia ácida y, en consecuencia, algunos aumento de la depuración del amoníaco de la atmósfera. Esto conduce a niveles crecientes de la calina, una peligrosa tendencia confirmada por otros instrumentos de satélite de la NASA, dijo Dickerson.

En todas las regiones, los investigadores del aumento de amoniaco atmosférico atribuyen al cambio climático, reflejado en las temperaturas más cálidas del aire y del suelo. Amoníaco se vaporiza más fácilmente del suelo más cálido, así como los suelos en cada región se han calentado año tras año, sus contribuciones a la atmósfera amoniaco también han aumentado desde el año 2002. El estudio también atribuye algunas fluctuaciones de amoníaco a incendios forestales, pero estos eventos son esporádicos e impredecibles. Como tal, los autores excluyeron a los incendios forestales en su análisis actual.

"Este análisis ha proporcionado la primera evidencia para algunos procesos que sospechamos se iban sucediendo en el ambiente durante algún tiempo", dijo Warner. "Nos gustaría incorporar datos de otras fuentes en estudios futuros para construir una imagen más clara".

Alan Buis
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-0474
alan.buis@jpl.nasa.gov

Matthew Wright
University of Maryland, College Park
301-405-9267
mewright@umd.edu
2017-072

Last Updated: March 16, 2017

Editor: Tony Greicius

Traducción: El Quelonio Volador